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發(fā)布時(shí)間: 2025-01-03 行業(yè)新聞

當(dāng)今時(shí)代，新一代信息技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合，正以前所未有的速度催生著一批新興業(yè)態(tài)與應(yīng)用模式。從智能化生產(chǎn)線上的精準(zhǔn)操控，到遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，再到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中設(shè)備的自主協(xié)同，工業(yè)控制系統(tǒng)作為工業(yè)生產(chǎn)的 “神經(jīng)中樞”，其重要性愈發(fā)凸顯。然而，傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)在架構(gòu)設(shè)計(jì)、功能實(shí)現(xiàn)以及與外部環(huán)境的交互等方面，已逐漸顯露出疲態(tài)，難以滿足日益復(fù)雜多元的工業(yè)發(fā)展需求。

一方面，封閉性架構(gòu)使得不同廠家設(shè)備間兼容性差，信息流通受阻，形成一個(gè)個(gè)“信息孤島”，嚴(yán)重制約生產(chǎn)效率提升；另一方面，功能單一專用的特性，使其面對柔性制造、大規(guī)模定制等新型生產(chǎn)模式時(shí)力不從心。在此背景下，工業(yè)控制系統(tǒng)正處于從封閉走向開放、從功能單一專用走向算網(wǎng)控融合的關(guān)鍵變革期。新型工業(yè)控制架構(gòu)以軟硬解耦、開放互聯(lián)、融合智能為核心特征，打破原有束縛，為工業(yè)領(lǐng)域注入新活力，成為推動(dòng)新型工業(yè)化目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵力量。

工業(yè)演進(jìn)歷程一共分為四次工業(yè)革命，分別是第一次工業(yè)革命-機(jī)械化時(shí)代，第二次工業(yè)革命-電氣化時(shí)代，第三次工業(yè)革命-自動(dòng)化時(shí)代和第四次工業(yè)革命-信息化時(shí)代。伴隨著四次工業(yè)革命，工業(yè)控制技術(shù)也在不斷演進(jìn)。

在第一次工業(yè)革命的機(jī)械化時(shí)代，工業(yè)生產(chǎn)主要依賴機(jī)械設(shè)備，如蒸汽機(jī)、水輪機(jī)等。蒸汽、水輪、氣壓等動(dòng)力通過齒輪、皮帶等傳動(dòng)機(jī)械裝置傳遞給工作機(jī)械，實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制，推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)步入機(jī)械化時(shí)代。

第二次工業(yè)革命開啟了電氣化時(shí)代，電氣控制系統(tǒng)成為主流。電動(dòng)機(jī)的發(fā)明與應(yīng)用是這一時(shí)期的標(biāo)志性事件，它將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，為機(jī)械設(shè)備提供動(dòng)力。同時(shí)，繼電器、接觸器等電氣元件的出現(xiàn)，讓電氣控制系統(tǒng)功能更強(qiáng)大、可靠性更高。

步入第三次工業(yè)革命的自動(dòng)化時(shí)代，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)逐漸取代傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)，工業(yè)控制愈發(fā)精確化、數(shù)字化。PLC、SCADA、DCS與管理計(jì)算機(jī)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法與數(shù)據(jù)處理，大幅提升生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。

當(dāng)下的第四次工業(yè)革命，將工業(yè)控制帶入信息化時(shí)代。21世紀(jì)初，工業(yè)領(lǐng)域迎來全新技術(shù)變革，工業(yè)控制技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算、邊緣計(jì)算、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)等新興技術(shù)融合，演變?yōu)樾滦凸I(yè)控制，推動(dòng)工業(yè)變革與經(jīng)濟(jì)發(fā)展。這一時(shí)期的顯著特征是全面融合與智能化提升，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)緊密連通，生產(chǎn)效率與產(chǎn)品服務(wù)質(zhì)量均獲得極大飛躍。

綜上所述，工業(yè)控制經(jīng)歷了從裝置控制、模擬控制、繼電器控制到反饋回路控制，再到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制和智能控制的不斷演進(jìn)，這一演變過程推動(dòng)了工業(yè)從機(jī)械化、電氣化、自動(dòng)化到信息化的逐步升級，成為工業(yè)代際發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)前，工業(yè)現(xiàn)場不斷涌現(xiàn)的新需求對工業(yè)控制系統(tǒng)的效率、部署靈活性和運(yùn)維便捷性提出了更高的要求，與此同時(shí)，5G通信技術(shù)與邊緣計(jì)算等前沿科技正加速與工業(yè)控制系統(tǒng)的融合，使得工業(yè)控制正處于一個(gè)關(guān)鍵的變革時(shí)期。

現(xiàn)如今，工業(yè)控制正穩(wěn)步邁向新型工業(yè)控制階段。新型工業(yè)控制以網(wǎng)絡(luò)化、開放化、協(xié)同化、智能化為顯著特征，代表著工業(yè)控制未來的發(fā)展方向。

01、網(wǎng)絡(luò)化

工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)正逐步從傳統(tǒng)的分層架構(gòu)向扁平化、泛在連接演進(jìn)，借助5G、確定性網(wǎng)絡(luò)及算網(wǎng)融合等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高確定性通信互聯(lián)，簡化企業(yè)運(yùn)維、促進(jìn)業(yè)務(wù)整合與資源調(diào)度。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化支持全連接與多模態(tài)接入，網(wǎng)算控一體化提升算力與連接能力，確定性網(wǎng)絡(luò)保障系統(tǒng)可靠性，無線化連接增強(qiáng)生產(chǎn)線柔性與擴(kuò)展性，協(xié)議透明化促進(jìn)不同層級協(xié)議間的無縫集成與獨(dú)立演進(jìn)。

02、開放化

傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)因軟硬件緊耦合而受限，現(xiàn)正向軟硬解耦、開放生態(tài)轉(zhuǎn)變，旨在降低投資與維護(hù)成本。硬件標(biāo)準(zhǔn)化基于通用硬件提升控制器可擴(kuò)展性，軟件服務(wù)化利用虛擬化技術(shù)集中部署控制軟件，降低成本并促進(jìn)互操作性。開發(fā)生態(tài)開放則通過面向?qū)ο箝_發(fā)、統(tǒng)一建模及工業(yè)控制應(yīng)用商店等手段，實(shí)現(xiàn)模塊與能力復(fù)用，加速技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用部署。

03、協(xié)同化

工業(yè)生產(chǎn)正向全流程、多工序協(xié)同控制轉(zhuǎn)型，通過高度集成的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)高效流轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)各工序間的無縫協(xié)同與信息共享，模塊化設(shè)計(jì)與信息模型的應(yīng)用進(jìn)一步提升了生產(chǎn)系統(tǒng)的靈活性與效率，滿足個(gè)性化高效定制生產(chǎn)的需求。

04、智能化

工業(yè)控制智能化將人工經(jīng)驗(yàn)決策轉(zhuǎn)變?yōu)榛跀?shù)據(jù)分析的自主決策，深度融合人工智能與工業(yè)控制，應(yīng)用深度學(xué)習(xí)、知識(shí)圖譜等技術(shù)構(gòu)建工業(yè)大模型，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析與精準(zhǔn)決策，同時(shí)，虛實(shí)融合控制仿真技術(shù)加速了控制系統(tǒng)的優(yōu)化與新產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)程。

從四次工業(yè)革命的推動(dòng)，再到如今新型工業(yè)控制的崛起，我們正站在一個(gè)新的歷史起點(diǎn)上。網(wǎng)絡(luò)化、開放化、協(xié)同化、智能化的新型工業(yè)控制，將為工業(yè)的未來發(fā)展注入源源不斷的動(dòng)力。展望未來，隨著5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)深度融合與持續(xù)演進(jìn)，新型工業(yè)控制有望解鎖更多潛能，推動(dòng)工業(yè)邁向更高質(zhì)量、更具韌性、更可持續(xù)發(fā)展新征程，為全球工業(yè)進(jìn)步書寫嶄新篇章。